JP2019086198A - Manufacturing method of evaporator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ループヒートパイプやキャピラリポンプループなどで使用される蒸発器の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method of manufacturing an evaporator used in a loop heat pipe, a capillary pump loop or the like.
周知のとおり、例えば、ループヒートパイプは、作動流体の相変化(液相と気相との変化)を利用して、熱を移送するものであり、蒸発器と凝縮器との間に蒸気管(気相管)と液管(液相管)が配置されたものである。蒸発器は、周辺の熱を吸収して作動流体を蒸発させ、当該作動流体を液相から気相に変化させる。この気相は蒸気管によって凝縮器に移動する。凝縮器は、放熱フィンおよび放熱ファンによって冷却し、作動流体を気相から液相に変化させる。この液相は液管によって再び蒸発器に送られる。従って、作動流体が異なる位置で相変化することにより熱を移送することができるものである。液相が毛細管現象によって移動することにより駆動力を要せず作動し得るものである。 As is well known, for example, a loop heat pipe transfers heat using phase change of a working fluid (change between liquid phase and gas phase), and a steam pipe between an evaporator and a condenser (Gas phase pipe) and liquid pipe (liquid phase pipe) are arranged. The evaporator absorbs surrounding heat to evaporate the working fluid, and changes the working fluid from the liquid phase to the gas phase. This gas phase travels to the condenser by means of a steam pipe. The condenser is cooled by the radiation fin and the radiation fan to change the working fluid from the gas phase to the liquid phase. This liquid phase is again sent to the evaporator by means of a liquid line. Accordingly, heat can be transferred by phase change of the working fluid at different positions. By moving the liquid phase by capillary action, the liquid phase can be operated without a driving force.
ところで、このようなループヒートパイプなどに使用される蒸発器は、多孔質材料によって有底筒状に形成されたウイックに熱伝導性に優れた材料による伝熱体を密着させ、管状の本体部(伝熱体)から伝達される熱によって、ウイックに浸透する液体を蒸発させるものであった。作動流体は、ウイックの有底筒状の内部に送られ、この有底筒状内部から毛細管現象によって表面に移動し、ウイック表面の伝達される熱の作用で蒸発するものである。これもまた周知である。 By the way, the evaporator used for such a loop heat pipe etc. adheres the heat transfer body by the material excellent in thermal conductivity to the wick formed in the bottomed cylindrical shape by porous material, and a tubular main part The heat transferred from the (heat transfer body) was used to evaporate the liquid penetrating the wick. The working fluid is fed to the bottomed cylindrical interior of the wick, and from the bottomed cylindrical interior is transferred to the surface by capillary action and evaporates under the action of the heat transferred to the wick surface. This is also well known.
上述の蒸発器は、第1に、ウイック表面に管状の本体部が密着していることが重要である。両者に間隙が生ずる場合には、本体部からウイックに熱が伝わらず、ウイックに浸透した作動流体を相変化できなくなるからである。そのため、特許文献1に開示される発明にあっては、ウイックの形状を大径部から徐々に縮径された小径部が形成される円錐台形状とし、大径部の側から圧縮コイルバネによって付勢し、管状本体の内壁に摺接させることができるように構成していた。また、特許文献2に開示される発明にあっては、ウイックと本体部(筐体)との間を拡散接合させる構造としたものであった。しかし、圧縮コイルバネや拡散接合によるなど、加工が容易でないとともに高い精度が要求されるものであった。
In the above-mentioned evaporator, firstly, it is important that the tubular main body is in close contact with the wick surface. If a gap occurs between the two, heat is not transmitted from the main body to the wick, and the working fluid that has penetrated the wick can not undergo phase change. Therefore, in the invention disclosed in Patent Document 1, the shape of the wick is a frusto-conical shape in which a small diameter portion gradually reduced from the large diameter portion is formed, and a compression coil spring is attached from the large diameter portion side. It was configured to be able to be pressed and slide on the inner wall of the tubular main body. Further, in the invention disclosed in
蒸発器は、第2に、ウイックの開口部(作動流体の流入部)と管状本体との間を十分にシールすることも重要である。このシールが不十分な場合には、作動流体が蒸発した気体(気相)が漏れてしまい、本来的な循環方向とは逆な方向へ移動(逆流)する現象が生じることとなって、結果的にループヒートパイプ等が機能しないこととなるからである。そのため、非特許文献1では、ウイックを焼き嵌めによって本体部に固定させることが、また、非特許文献2では、接着剤やOリングを使用することが、それぞれ開示されている。
Second, it is also important for the evaporator to provide a sufficient seal between the opening of the wick (the inflow of working fluid) and the tubular body. If this seal is insufficient, the gas (gas phase) from which the working fluid has evaporated leaks, and the phenomenon of movement (back flow) in the direction opposite to the original circulation direction occurs. This is because the loop heat pipe etc. will not function. Therefore, Non-Patent Document 1 discloses fixing the wick to the main body by shrink fitting, and Non-Patent
ところが、ウイックを焼き嵌めによって固定させる場合には、本体部を加熱し、ウイックを冷却することにより、両者の膨張差を利用するものであり、その膨張差は僅かなもの(例えば数十μm)であるため、両者の径寸法に精度が要求されるうえ、ウイックの挿入技術についても精度が要求されることとなっていた。他方、接着剤を使用する場合には、接着剤がウイック(多孔質材料)の微細孔に侵入することが懸念されるとともに、全体の耐熱温度が制限されるものとなっていた。また、Oリングを使用する場合には、Oリングを設置するための加工に制度が要求されるものとなっていた。 However, when fixing the wick by shrink fitting, the difference in expansion between the two is utilized by heating the main body and cooling the wick, and the difference in expansion is small (for example, several tens of μm) Therefore, accuracy is required for both diameter dimensions, and accuracy is also required for the wick insertion technology. On the other hand, when an adhesive is used, there is a concern that the adhesive may intrude into the fine pores of the wick (porous material), and the overall heat resistance temperature is limited. Also, when using an O-ring, a system is required for processing for installing the O-ring.
上記の各発明は、ウイック表面の密着性の向上と、ウイックの開口部におけるシール性の向上とが、それぞれ個別に解決されるものであり、個々の技術は有用であるとしても、両者を同じ蒸発器に採用することが困難であった。また、それぞれが複雑であるとともに高精度が要求されるものであった。そこで、簡易な方法により、開口部のシール性を向上させつつウイック表面の密着性を向上させることができる技術が切望されていた。 Each of the above-described inventions solves the improvement of the adhesion of the wick surface and the improvement of the sealing property at the opening of the wick individually, and although the individual techniques are useful, they are the same. It was difficult to adopt for the evaporator. In addition, each is complicated and high accuracy is required. Therefore, there has been a demand for a technique that can improve the adhesion of the wick surface while improving the sealability of the opening by a simple method.
本発明は、上記諸点にかんがみてなされたものであって、その目的とするところは、簡易な方法によりシール性と密着性を向上させることができる蒸発器の製造方法を提供することである。 The present invention has been made in view of the above-mentioned points, and an object of the present invention is to provide a method of manufacturing an evaporator capable of improving sealing performance and adhesion by a simple method.
そこで、本発明は、多孔質材料によって有底筒状に構成されるウイックが管状本体の内部に装着されてなる蒸発器の製造方法であって、前記ウイックの筒状の軸線方向を前記管状本体の軸線方向に向けつつ該ウイックを該管状本体内部に遊嵌させて、該ウイックを該管状本体の適宜位置に配置する設置工程と、前記管状本体の内部圧力を低下させる減圧工程と、前記管状本体のうち、前記ウイックが設置される領域を軟化温度まで加熱する加熱工程とを含み、前記加熱工程は、前記管状本体のうちの前記ウイックが設置される領域を縮径させることにより、該ウイックの外部表面に該管状本体の内部表面を当接させるものであることを特徴とする。 Therefore, the present invention is a method of manufacturing an evaporator in which a wick having a bottomed cylindrical shape made of a porous material is attached to the inside of a tubular main body, and the axial direction of the cylindrical wick is the tubular main body. Installing the wick inside the tubular body while orienting in the axial direction to place the wick at an appropriate position of the tubular body, decompressing the internal pressure of the tubular body and reducing the pressure And heating the region of the main body where the wick is installed to a softening temperature, the heating step reducing the diameter of the region of the tubular main body where the wick is installed. The inner surface of the tubular body is brought into contact with the outer surface of the tube.
上記構成によれば、ウイックは管状本体の内部の所定位置に遊嵌された状態において、管状本体が縮径されることにより、管状本体の内部表面がウイックの外周表面に当接し、当該ウイックを固定することができる。このときの両者表面の当接状態は、気密性が確保されることにより、蒸発した作動流体(気相)の逆流は解消され、筒状本体部からの熱伝達も良好な状態となる。ウイックは、多孔質材料によって形成される一般的な形状のものが使用され、有底筒状の外部表面(開口部近傍を除く)には、母線方向に長尺な溝部が底部に至るまで設けられており、この溝部は蒸発した作動流体(気相)をウイックの底部方向から管状本体内へ誘導させるものである。そのため、外部表面に管状本体の内部表面が当接した状態において、当該内部表面は上記溝部に侵入しない程度に縮径状態は調整される。また、開口部近傍は当該溝部が設けられていないことから、その全周に管状本体の内部表面が当接し、その密着性によってシール効果を確保し得るものである。なお、管状本体の縮径は、内部圧力の低下と管状本体の加熱による軟化によるものであり、軟化した管状本体が減圧された内部に吸引されることによって縮径されるものである。このときの気圧の程度は低真空状態であり、目安としては、圧力ゲージによる測定値において−50kPa以下としている。 According to the above configuration, when the wick is loosely fitted to the predetermined position inside the tubular main body, the diameter of the tubular main body is reduced, so that the inner surface of the tubular main body abuts against the outer peripheral surface of the wick. It can be fixed. At this time, by ensuring the airtightness, the backflow of the evaporated working fluid (gas phase) is eliminated and the heat transfer from the cylindrical main body portion is also in a good state by ensuring the airtightness of both surfaces. The wick has a general shape formed of a porous material, and the bottomed cylindrical outer surface (except near the opening) is provided with a groove extending in the generatrix direction up to the bottom The groove guides the evaporated working fluid (gas phase) from the bottom of the wick into the tubular body. Therefore, in the state where the inner surface of the tubular main body is in contact with the outer surface, the diameter reducing state is adjusted to such an extent that the inner surface does not enter the groove. Moreover, since the said groove part is not provided in the opening part vicinity, the internal surface of a tubular main body contact | abuts to the perimeter, and the sealing effect can be ensured by the adhesiveness. The diameter reduction of the tubular main body is due to the reduction of the internal pressure and the softening by heating of the tubular main body, and the diameter reduction is achieved by the softened tubular main body being sucked into the depressurized interior. The degree of the air pressure at this time is a low vacuum state, and as a standard, it is set to −50 kPa or less in the measured value by the pressure gauge.
上記構成の発明においては、軟化させるべき前記管状本体の所定範囲において該管状本体の長手方向に熱源を一定速度で進退させるとともに、前記管状本体の全体を周方向へ回転させることにより、該管状本体のうちの前記ウイックが設置される領域における全周を加熱するものとすることができる。 In the invention of the above configuration, the heat source is advanced and retracted at a constant speed in the longitudinal direction of the tubular body in a predetermined range of the tubular body to be softened, and the entire tubular body is rotated in the circumferential direction. The entire circumference of the area where the wick is installed may be heated.
上記構成によれば、軟化させるべき管状本体の所定範囲を均等に加熱することにより、当該所定範囲を同程度に軟化させることができ、その管状本体内部が低真空状態であることから、当該軟化に伴って徐々に縮径させることができる。適度な軟化と低真空状態による縮径により、ウイック表面の僅かな凹凸に対して管状本体が変形するため、ウイック開口部付近におけるシール効果を確保し、他方、ウイックの外部表面においては、管状本体が溝部に侵入しない程度に当接させることができる。 According to the above configuration, by uniformly heating the predetermined range of the tubular main body to be softened, the predetermined range can be softened to the same extent, and since the inside of the tubular main body is in a low vacuum state, the softening is achieved. The diameter can be gradually reduced along with the With proper softening and diameter reduction due to low vacuum conditions, the tubular body deforms to slight irregularities on the wick surface, thus ensuring a sealing effect near the wick opening, while on the outer surface of the wick, the tubular body Can be brought into contact with the groove.
また、上記の各発明における前記加熱工程は、前記管状本体のうち、前記ウイックの有底筒状の開口部付近に密着させるべき密着予定領域を軟化温度まで加熱する第1の加熱工程と、前記管状本体のうち、前記ウイックの外周面に当接させるべき当接予定領域を軟化温度まで加熱する第2の加熱工程とを含み、前記第1の加熱工程は、前記密着予定領域を縮径させることにより、該密着予定領域を前記ウイックの開口部近傍に密着させる工程であり、前記第2の加熱工程は、前記当接予定領域を縮径させることにより、該当接予定領域を前記ウイックの外周面に当接させる工程であるものと構成することができる。 Further, the heating step in each of the above-described inventions includes a first heating step of heating, to a softening temperature, a planned adhesion region to be brought into close contact with the bottomed cylindrical opening of the wick in the tubular main body. And a second heating step of heating a contact expected region to be brought into contact with the outer peripheral surface of the wick to a softening temperature in the tubular main body, the first heating step reducing the diameter of the contact scheduled region In the second heating step, the diameter of the area to be in contact is reduced by the diameter of the area to be in contact with the outer periphery of the wick. It can be configured to be a process of contacting the surface.
上記構成によれば、第1の加熱工程により、ウイックの開口部付近に対し管状本体を緊密な状態で当接(密着)させた後に、第2の加熱工程により、ウイックの外部表面に対する管状本体の当接加工を可能にするものである。この場合には、シール性の向上のための管状本体の縮径と、ウイック表面と管状本体との好適な密着性を個別に調整することができる。例えば、シール性の向上にあっては、管状本体がウイック表面の僅かな凹凸に合わせて変形し得る状態まで軟化かつ縮径することができ、ウイック表面との密着性の向上にあっては、ウイック表面の全体(外周表面)を同時期に同程度の密着を可能にする。ウイック表面の密着性の調整は、管状本体がウイック表面の溝部に侵入しない程度で、かつ外部表面(溝部でない表面)との当接状態を良好にするものであり、溝部に向かって膨出するような状態があるとしても、溝部と管状本体の内部表面との間に十分な空間が形成される程度に調整できる。また、第1の加熱手段を先行して行うことにより、まず先にウイックの開口部付近が管状本体によって固定されることとなり、ウイックを位置決めする効果を発揮させ得る。その後の第2の加熱工程では、位置決めされた状態のウイックの外部表面に管状本体を縮径させることができ、広い範囲における加熱であることから、仮に軟化の速度が不均一となった場合であっても、最終的には、管状本体の全周を同程度に変形(縮径)させた状態とすることができる。 According to the above configuration, after the tubular body is brought into close contact (close contact) with the vicinity of the opening of the wick in the first heating step, the tubular body to the outer surface of the wick is obtained in the second heating step. Enables contact processing of In this case, it is possible to individually adjust the diameter reduction of the tubular main body to improve the sealing performance and the preferable adhesion between the wick surface and the tubular main body. For example, in order to improve the sealing performance, the tubular main body can be softened and reduced in diameter to a state in which it can be deformed in accordance with slight unevenness of the wick surface, and in improving adhesion to the wick surface, The entire surface of the wick (peripheral surface) is allowed to have the same degree of adhesion at the same time. The adjustment of the adhesion of the wick surface is such that the tubular main body does not intrude into the groove of the wick surface, and the contact with the external surface (the surface other than the groove) becomes good, and bulges toward the groove Such conditions can be adjusted to such an extent that a sufficient space is formed between the groove and the inner surface of the tubular body. Further, by performing the first heating means in advance, the vicinity of the opening of the wick is first fixed by the tubular main body, and the effect of positioning the wick can be exhibited. In the subsequent second heating step, the diameter of the tubular main body can be reduced on the outer surface of the wick in the positioned state, and since heating is performed in a wide range, the softening speed may be uneven. Even if it does, finally, the entire circumference of the tubular main body can be deformed (reduced in diameter) to the same extent.
上記発明の場合には、第1の加熱工程が、熱源を一定の位置に配置するとともに、前記管状本体の全体を周方向へ回転させることにより、該管状本体の密着予定領域全周を加熱するものであり、第2の加熱工程が、熱源を前記管状本体の長手方向に一定速度で進退させるとともに、前記管状本体の全体を周方向へ回転させることにより、該管状本体の当接領域全域における全周を加熱するものとすることができる。 In the case of the above invention, in the first heating step, the heat source is disposed at a fixed position, and the entire area of the scheduled contact area of the tubular main body is heated by rotating the entire tubular main body in the circumferential direction. The second heating step moves the heat source back and forth in the longitudinal direction of the tubular body at a constant speed, and rotates the entire tubular body in the circumferential direction, so that the entire area of the abutment area of the tubular body is The entire circumference can be heated.
上記構成によれば、第1の加熱工程では、局所的かつ全周を加熱することができ、シールすべきウイックの開口部付近における管状本体を全周方向から縮径し、当該開口部付近の全周に対してほぼ均等に密着させることが可能となる。また、第2の加熱工程では、管状本体の広い範囲かつ全周をほぼ均等に加熱することにより、同時期に管状本体の広い範囲を縮径することができ、ウイックの外部表面の全体に対して管状本体を当接させることが可能となる。 According to the above configuration, in the first heating step, it is possible to locally and entirely heat the tubular main body in the vicinity of the opening of the wick to be sealed, from the entire circumferential direction. It becomes possible to make it contact almost equally to all the circumferences. Also, in the second heating step, by heating the wide range and the entire circumference of the tubular body substantially equally, the diameter of the wide range of the tubular body can be reduced at the same time, and the entire outer surface of the wick can be reduced. It is possible to abut the tubular body.
上記各構成の発明において、前記管状本体のうち、前記ウイックの有底筒状の開口部付近に密着させるべき密着予定領域、および、前記ウイックの外周面に当接させるべき当接予定領域を含む範囲を軟化温度まで加熱し、該密着予定領域および当接予定領域を含む範囲を予め縮径される予備工程を含み、該予備工程は、該管状本体の内部圧力を低下させた状態において、熱源を該管状本体の長手方向に一定速度で進退させるとともに、該管状本体の全体を周方向へ回転させることにより、該管状本体の密着領域全周を加熱するように構成してもよい。 In the invention of each of the above configurations, the tubular main body includes a planned adhesion area to be brought into intimate contact with the vicinity of the bottomed cylindrical opening of the wick, and a planned contact area to be brought into contact with the outer peripheral surface of the wick. Heating the range to the softening temperature, and including a preliminary step of reducing the diameter of the range including the planned adhesion area and the planned contact area in advance, the preliminary process reducing the internal pressure of the tubular body, the heat source While advancing and retreating at a constant speed in the longitudinal direction of the tubular body and rotating the whole of the tubular body in the circumferential direction, it may be configured to heat the entire intimate contact area of the tubular body.
上記構成によれば、ウイックの外径と管状本体の内径とが大きく異なる場合に、予備工程により予め縮径させることができる。すなわち、加熱工程(第1または第2の加熱工程も同様)は、管状本体を縮径させることによりウイックとの当接を可能にするものであるが、両者間に大きな間隙を有する場合には、管状本体内に設置したウイックの姿勢および位置が安定せず、予定外の状態で固定されることがあり得る。そこで、管状本体が適度な径となるように、予め縮径しておくことにより、内部に装着したウイックの姿勢を安定させることができる。この場合の予備工程では、ウイックが装着される領域を含む広い範囲を同時かつ同程度に縮径させることにより、管状本体の全体または所定領域において、小径となる部分を形成することができる。従って、この小径となった部分を利用してウイックを装着し、前述のような当接加工を施すことが容易となる。 According to the above configuration, when the outer diameter of the wick and the inner diameter of the tubular main body are largely different, the diameter can be reduced in advance by the preliminary process. That is, although the heating step (as well as the first and second heating steps) enables contact with the wick by reducing the diameter of the tubular main body, it has a large gap between the two. The posture and position of the wick installed in the tubular body may not be stable and may be fixed in an unplanned state. Therefore, by reducing the diameter in advance so that the tubular main body has an appropriate diameter, the posture of the wick mounted inside can be stabilized. In the preliminary process in this case, the diameter of the wide range including the area to which the wick is attached can be reduced simultaneously and to the same extent to form a small diameter portion in the entire tubular body or in a predetermined area. Therefore, it becomes easy to mount the wick using the portion with the small diameter and to perform the contact processing as described above.
上記各構成の発明において、前記管状本体のうち、前記密着予定領域および前記当接予定領域に対し、該管状本体を構成する材料の再焼結温度により加熱する仕上げ工程を含み、該仕上げ工程は、該管状本体の内部圧力を低下させた状態において、熱源を前記管状本体の長手方向に一定速度で進退させるとともに、前記管状本体の全体を周方向へ回転させることにより、該管状本体の当接領域全域における全周を加熱する構成としてもよい。 The invention of each of the above configurations includes a finishing step of heating the planned contact area and the expected contact area of the tubular main body according to the re-sintering temperature of the material constituting the tubular main body, the finishing step including the finishing step Abutment of the tubular main body by advancing and retracting a heat source at a constant speed in the longitudinal direction of the tubular main body while reducing the internal pressure of the tubular main body and rotating the entire tubular main body in the circumferential direction It is good also as composition which heats the whole circumference in the whole region.
上記構成の場合には、縮径により変形した管状本体の組織を熱処理によって標準化することができる。すなわち、管状本体の縮径の過程において、軟化した管状本体は、管状本体内部の減圧により、強制的に吸引されることによって変形されるものである。このとき、管状本体は、熱間加工と同様の外力が作用するため、組織が肥大化することがある。そこで、再焼結温度まで加熱することにより時効処理を施すことができるのである。これにより、管状本体は加工後においても好適な強度を維持し得ることとなる。 In the case of the above configuration, the structure of the tubular body deformed due to the diameter reduction can be standardized by heat treatment. That is, in the process of diameter reduction of the tubular body, the softened tubular body is deformed by being forcibly sucked by the pressure reduction inside the tubular body. At this time, an external force similar to that in the hot working acts on the tubular main body, which may cause the tissue to be enlarged. Therefore, aging treatment can be performed by heating to the re-sintering temperature. This allows the tubular body to maintain a suitable strength even after processing.
上記各構成の発明において、減圧工程は、管状本体の両端のうち、前記ウイックの底部が配置される側の端部を閉鎖し、前記ウイックの開口部が配置される側の端部から管状本体内部の空気を吸引することにより、該管状本体内部の圧力を低下させるものとすることができる。 In the invention of each of the above configurations, the depressurizing step closes the end on the side on which the bottom of the wick is disposed among the two ends of the tubular body, and the end on the side on which the opening of the wick is disposed By suctioning the air inside, the pressure inside the tubular body can be reduced.
上記構成によれば、低真空状態が継続的であれば管状本体の内部圧力は全体として同じ減圧状態が維持されるが、ウイックの存在によりウイックを境界として、管状本体の両端側で圧力差を生じさせる場合がある。特に、ウイックの開口部付近がシールされた場合の圧力差は顕著となる。そこで、管状本体内部の空気をウイックの開口部が配置される側から吸引することにより、内部空気(特にウイック底部側)は、多孔質材料であるウイックの微細孔を通過して吸引されることとなる。空気の吸引が微細孔を経由することにより、ウイックの外部表面においても吸引力が作用することとなることから、管状本体の縮径に際して、管状本体の内部表面を吸引し、その密着性を向上させることができる。 According to the above configuration, if the low vacuum state is continuous, the internal pressure of the tubular body as a whole is maintained at the same reduced pressure state, but the presence of the wick causes the pressure difference at both ends of the tubular body with the wick as a boundary. May cause. In particular, the pressure difference is remarkable when the vicinity of the opening of the wick is sealed. Therefore, by sucking the air inside the tubular main body from the side where the opening of the wick is disposed, the internal air (especially the bottom of the wick) is drawn through the fine pores of the wick which is a porous material. It becomes. When suction of air passes through the fine holes, suction force also acts on the outer surface of the wick. Therefore, when reducing the diameter of the tubular main body, the inner surface of the tubular main body is sucked to improve the adhesion. It can be done.
上述の蒸発器製造方法は、管状体の内部に設置する内挿物の掴持方法としても観念し得る。すなわち、本発明は、管状体を縮径することにより内挿物を掴持する方法であって、前記内挿物を前記管状体の内部に遊嵌させて、該内挿物を該管状体の適宜位置に配置する設置工程と、前記管状体の内部圧力を低下させる減圧工程と、前記管状体のうち、前記内挿物が設置される領域を軟化温度まで加熱する加熱工程とを含み、前記加熱工程は、前記管状体のうちの前記内挿物が設置される領域を縮径させることにより、該内挿物の外部表面に該管状体の内部表面を当接させるものであることを特徴とするものである。 The above-mentioned evaporator manufacturing method can also be thought of as a method of gripping an insert placed inside a tubular body. That is, the present invention is a method for holding an insert by reducing the diameter of a tubular body, wherein the insert is loosely fitted to the inside of the tubular body to make the insert a tubular body. Installing at an appropriate position, decompressing the internal pressure of the tubular body, and heating the region of the tubular body where the insert is installed to a softening temperature, The heating step causes the inner surface of the tubular body to abut on the outer surface of the insert by reducing the diameter of the region of the tubular body where the insert is placed. It is a feature.
上記構成の内挿物掴持方法によれば、焼き嵌めのような両者の膨張差を利用する必要はなく、僅かな膨張差による寸法精度が要求されることなく掴持し得る。また、本発明の掴持方法は、管状体の縮径に伴う両者の表面の当接によることから、内挿物の形状が歪なものであっても、容易に掴持させることができる。なお、本発明における掴持とは、内挿物に対して周辺から包囲しつつ支持している状態を意味し、全周に均等に密着させる場合に限らず、数箇所(3箇所以上)の部分を当接させることにより、支持された状態をも含む概念である。従って、歪な形状の内挿物に対しては、比較的突出されている数箇所の部分に対して管状体を当接させることにより掴持し得るものである。 According to the insert gripping method of the above configuration, it is not necessary to use the difference in expansion between the two as in the case of shrink fitting, and gripping can be performed without requiring dimensional accuracy due to a slight difference in expansion. In addition, since the gripping method of the present invention is based on the abutment of both surfaces along with the diameter reduction of the tubular body, even if the shape of the insert is distorted, it can be easily gripped. In the present invention, the term "gripping" means a state in which the inserted material is supported while being surrounded from the periphery, and the present invention is not limited to the case in which the material is uniformly in contact with the entire circumference. It is a concept that also includes a supported state by bringing the parts into abutment. Therefore, in the case of a distorted insert, it can be grasped by bringing the tubular body into contact with several relatively projecting portions.
本発明によれば、管状本体の内部を低真空状態としつつ軟化させることにより、管状本体を縮径させることによって、内部に装着されるウイックの外部表面に管状本体の内部表面を密着させるものであることから、簡易な方法によるものである。また、多孔質材料のウイック内部も減圧状態となるため、縮径した管状本体の内部表面は、ウイックの表面に吸引されることとなり、緊密な状態で当接することから、ウイックの開口部付近におけるシール性は向上し、またウイックの外部表面との密着性も向上することとなる。 According to the present invention, the inner surface of the tubular main body is brought into intimate contact with the outer surface of the wick mounted inside by reducing the diameter of the tubular main body by softening the inside of the tubular main body in a low vacuum state. Because there is a simple method. In addition, since the inside of the wick of the porous material is also in a reduced pressure state, the inner surface of the diameter-reduced tubular body is attracted to the surface of the wick and abuts in a tight state. The sealing performance is improved, and the adhesion to the outer surface of the wick is also improved.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本発明はループヒートパイプ等に使用される蒸発器に関するものである。ループヒートパイプは、特定の場所で発生する熱を吸収して移送し、移送先において放熱するものであり、図1に示すように、ループ型のパイプPの中間地点に蒸発器1と凝縮器2が設けられる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described based on the drawings. The present invention relates to an evaporator used for a loop heat pipe or the like. The loop heat pipe absorbs and transfers the heat generated at a specific place, radiates heat at the transfer destination, and as shown in FIG. 1, the evaporator 1 and the condenser at the middle point of the loop
ループ型のパイプPには、作動流体(アンモニアや代替フロンなど)が充填されており、蒸発器1において、蒸発した作動流体(気相G)が凝縮器2に移動し、この凝縮器2において作動流体を液相Lに相変化させ、再び吸熱部1へ移動させるものである。蒸発器1と凝縮器2との間に蒸気管(気相管)P1と液管(液相管)P2が配置され、蒸発管P1は、蒸発器1によって作動流体が相変化した気相Gを凝縮器2に移動させるためのものであり、液管P2は、凝縮器2によって作動流体が相変化した液相Lを蒸発器1に移動させるものであって、両者P1,P2を個別に配置して各相G,Lを循環させるものである。
The loop-type pipe P is filled with a working fluid (such as ammonia or chlorofluorocarbon), and in the evaporator 1 the evaporated working fluid (gas phase G) is transferred to the
蒸発器1は、周辺の熱を吸収して作動流体を蒸発させ、当該作動流体を液相Lから気相Gに変化させるものであり、循環方向の直前には余剰の作動流体(液相L)を格納するためのリザーバ3が連続して設けられている。この蒸発器1は、例えば、CPUや基板等の電子部品や電子機器等の発熱体4の熱を吸収するために使用され、発熱体4に接触させるなどにより熱の伝達を受け、作動流体を気相Gに相変化させる。凝縮器2は、ヒートシンク等の冷却体5において、放熱フィンや放熱ファンなどによって冷却され、作動流体を気相Gから液相Lに変化させる。なお、液相が毛細管現象によって移動することにより駆動力を要せず作動させることができる。
The evaporator 1 absorbs peripheral heat to evaporate the working fluid, and changes the working fluid from the liquid phase L to the gas phase G, and the excess working fluid (liquid phase The
上述の蒸発器1は、図2(a)に示すような管状本体6と、その内部に設置されるウイック7とで構成される。管状本体6は、連続する管状に構成されたものであり、外方から熱を吸収するため、熱伝導率の良い材料(例えば銅など)によって構成される。ウイック7は、図2(b)および(c)に示すように、有底筒状に形成されたものであり、多孔質材料によって構成されている。有底筒状であることから、両端のうちの一方には開口部71(図2(b)参照)が形成され、他方には底面部72(図2(c)参照)が設けられている。内部は中空であり、開口部71から中空内部に供給される作動流体(液相L)が、多孔質材料の微細孔を毛細管現象により表面73に移動できるように構成されている。作動流体(液相L)が表面73に移動することにより、その表面に伝達される熱によって蒸発し、液相Lが気相Gに相変化するものである。
The above-mentioned evaporator 1 is comprised by the tubular
また、ウイック7は、開口部71から適宜範囲において、外部表面を平滑に構成したシール領域(開口部付近)74が形成されるとともに、このシール領域74を除く表面(ウイックの外部表面)73には、母線方向に連続する溝部75が形成されている。従って、ウイック7の外部表面73において蒸発した気相Gは、この溝部75を通過して底部72の側へ移動し、管状本体6の広い空間内へ放出されるものとなっている。
Further, in the
図示の管状本体6は円形パイプとしており、ウイック7は有底の円筒状としているが、これらに限定されるものではない。すなわち、図示のような断面形状を円形とする必要はなく、例えば矩形であってもよいものであるが、ここでは、両者間の当接状態を明確に説明するため、また、一般的な円筒型ウイック(メッシュウイック等)を使用する場合を想定し、両者ともに円形断面を例示して説明する。
The illustrated
ここで、本発明の製造方法により作製すべき蒸発器を図3に示す。図3(a)に示すように、ウイック7は管状本体6の中空内部に固定されるものであり、両者が緊密に当接できるように部分的に縮径させている。この縮径部分は、図3(b)に示すように、ウイック7の外部表面73およびシール領域74の表面は、管状本体6の内部表面61に当接するためのものであり、シール領域74との緊密な当接によりシール効果を発揮させ、また、外部表面73との当接により熱伝達を確保している。
Here, an evaporator to be manufactured by the manufacturing method of the present invention is shown in FIG. As shown in FIG. 3 (a), the
すなわち、図3(c)に示すように、シール領域74は、平滑な表面であるため、このシール領域74に対し、管状本体6を縮径して内部表面61が当接されることにより、両者は緊密に当接することとなる。ただし、単に両者の径を合わせただけではシール効果を得ることができない。そこで、ウイック7を内部に配置した後に管状本体6を強制的に縮径することにより、密着性を向上させることができるものである。なお、シール効果(密着性)を向上させることは、蒸発した作動流体(気相G)の逆流を防止するために重要である。気相Gが逆流する場合には、例えば、リザーバ3に気相Gが流入し、液相Lの温度上昇やリザーバ3における貯留量の減少を生じさせ、結果的に作動流体の循環を阻害することとなるからである。
That is, as shown in FIG. 3C, since the
また、図3(d)に示すように、ウイック7の外部表面73に対しても、管状本体6を縮径させることにより、両者を緊密に当接させ得るものである。この場合においても、管状本体6を単に縮径しただけでは、ウイック7の外部表面73との密着性が不十分な場合が生じる。すなわち、図示のように、ウイックの外部表面73には母線方向に連続する溝部75によって凹凸が形成され、その凸状表面の全てに管状本体6の内部表面61を当接させなければならない。ところが、両者の径のみを同じにした場合であっても歪な状態で縮径された場合には、当接される部分と当接されない部分が生じることがある。そのため、一見して十分に密着している場合でも不十分な状態となっていることがある。なお、ウイック7の外部表面73が管状本体6の内部表面61に当接しない(隙間を有する)場合には、熱の伝達が遮断されることとなり、作動流体の効率的な蒸発を促すことができない事態を招来することがある。
Further, as shown in FIG. 3 (d), by reducing the diameter of the tubular
本発明は、上記のような理由から、シール効果を向上させるとともに、熱の効果的な伝達を可能にする蒸発器を製造するための方法であり、その実施形態を以下に示す。蒸発器の製造方法に係る第1および第2の実施形態を図4に示す。図4(a)は第1の実施形態を示し、図4(b)は第2の実施形態を示す。 The present invention is a method for manufacturing an evaporator which improves the sealing effect and enables the effective transfer of heat for the reasons as described above, and the embodiment thereof will be shown below. First and second embodiments of a method of manufacturing an evaporator are shown in FIG. FIG. 4A shows the first embodiment, and FIG. 4B shows the second embodiment.
第1の実施形態は、図4(a)に示されているように、まず、ウイックを管状本体の内部にウイックを設置し(ウイックの設置工程)、管状本体の内部を低真空状態まで減圧し(管状本体の減圧工程)、この状態において管状本体を加熱する(管状本体の加熱工程)ことによる。加熱工程では、管状本体の材料が軟化する温度まで加熱するものである。従って、管状本体の内部が低真空状態である場合に、管状本体の材料が軟化温度まで加熱されることにより、管状本体は中心方向に向かって吸引されることとなり、その吸引力によって加熱された範囲が縮径されるのである。 In the first embodiment, as shown in FIG. 4A, first, the wick is placed inside the tubular main body (the installation step of the wick), and the inside of the tubular main body is decompressed to a low vacuum state. (Depressurizing step of the tubular body), by heating the tubular body in this state (heating step of the tubular body). In the heating step, the material of the tubular body is heated to a temperature at which it softens. Therefore, when the inside of the tubular body is in a low vacuum state, the material of the tubular body is heated to the softening temperature, so that the tubular body is attracted toward the central direction, and is heated by the attracting force. The range is reduced in diameter.
また、第2の実施形態は、図4(b)に示すように、本体部の減圧化工程の後、加熱工程を第1の加熱工程(管状本体の第1の加熱工程)と、第2の加熱工程(管状本体の第2の加熱工程)とに分けて、管状本体を順次加熱するものとしている。第1の加熱工程は、シールのための縮径工程であり、第2の加熱工程は、ウイックの外部表面との当接のための縮径工程である。このような工程による場合であっても、管状本体の内部が低真空に維持された状態であれば、いずれの加熱工程においても管状本体は中心方向へ吸引されることから、所望の径に管状本体を縮径させることができるものである。 In the second embodiment, as shown in FIG. 4B, after the process of reducing the pressure of the main body, the heating process is performed by the first heating process (the first heating process of the tubular main body) and the second process. The heating process (second heating process of the tubular main body) is divided into the heating process of (1) to sequentially heat the tubular main body. The first heating step is a diameter reducing step for sealing, and the second heating step is a diameter reducing step for abutment with the outer surface of the wick. Even in the case of such a process, as long as the inside of the tubular body is maintained at a low vacuum, the tubular body is drawn toward the center in any heating process, and thus the tubular member has a desired diameter. It is possible to reduce the diameter of the main body.
これらの実施形態における各工程について、さらに詳述する。図5および図6は、各工程における管状本体6とウイック7との状態を示すものである。なお、図5が第1の実施形態を示すものであり、図6が第2の実施形態を示している。
Each process in these embodiments will be described in more detail. 5 and 6 show the state of the
まず、第1の実施形態によれば、図5(a)および(b)に示すように、管状本体6の内部にウイック7が挿入され、適宜な位置に設置される。管状本体6の内径と、ウイック7の外径とは大きく相違させておらず、遊嵌させることができる程度の間隙h1,h2を設けたものとしている。これは、縮径による変形の程度を小さくするためである。変形の程度が小さければ加工が容易かつ迅速となるからである。従って、ウイック(有底筒状)7の軸線方向X1を管状本体6の軸線方向X2に合わせる(同じ方向に向ける)ことにより、遊嵌させることが可能となっている。なお、ウイック7が市販されているもの(円筒型ウイック)を使用する場合は、所望内径の管状本体6を使用することとなる。また、管状本体6として一般的な銅管を使用する場合には、市販されている銅管から、前記ウイック7を遊嵌できるものを選択してもよい。
First, according to the first embodiment, as shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b), the
上記のように、管状本体6の内部にウイック7を設置した状態を維持しつつ縮径工程が行われる。縮径工程は、図5(c)に示すように、管状本体6の内部空気を吸引して減圧するとともに、低真空状態において所定範囲を加熱するものである。減圧には、管状本体6の両端6a,6bをそれぞれ閉鎖するキャップ8,9が設けられ、一方のキャップ8には吸引パイプ81が貫挿されている。この吸引パイプ81の先には、図示せぬ真空ポンプが連続され、当該吸引パイプ81に設置される図示せぬバルブ等を操作することによって、管状本体6の内部を低真空状態まで減圧することができる。
As described above, the diameter reducing step is performed while maintaining the state in which the
また、管状本体6に対する加熱には、バーナ100が使用されるものとしている。管状本体6の全周を均等に加熱するため、管状本体6の他方のキャップ9には回転軸91が設けられている。この回転軸91を図示せぬ駆動装置に接続することにより、管状本体6を周方向へ回転させることができる。なお、回転軸91は、キャップ9と一体に設ける必然性はなく、管状本体6を保持し得るクランプ等の装置を別途使用し、このクランプ等に回転軸を設ける構成でもよい。また、管状本体6が回転軸91の回転駆動に応じて円滑に周方向へ回転できように、管状本体6を軸受け等によって支持させてもよい。
Further, the
さらに、本実施形態では一種類の加熱工程によって縮径するものであることから、バーナ100は、管状本体6の軸線方向と平行な方向(図中矢印方向)へ進退させるものとしている。前述のような管状本体6の回転と、バーナ100の進退移動とによって、管状本体6の所定範囲(縮径予定領域)Yにおける表面を全体的に加熱させることができる。なお、バーナ100の反対側には放射温度計200を設置することにより、管状本体6の表面温度を測定することができる。この放射温度計200の測定値を参照しつつ、バーナ100による加熱量を調整することができる。
Further, in the present embodiment, since the diameter is reduced by one type of heating process, the
そして、管状本体6の内部が低真空状態であり、管状本体6が軟化温度まで加熱されることにより、管状本体6のうち軟化した領域(縮径予定領域Y)は、中央に向かって吸引されて縮径することとなる。この縮径により、軟化した管状本体6の内部表面は、シール領域74の表面およびウイック7の外部表面73に当接することとなる(図5(d)参照)。管状本体6の縮径は、内部の圧力状態によって異なるが、低真空状態の場合には、徐々に縮径が進行することとなる。そのため、適度な当接状態(密着状態)となるまで、低真空状態は維持され加熱は継続されることとなる。
Then, the inside of the tubular
他方、第2の実施形態の場合には、当初は第1の実施形態と同様にウイック7が管状本体6の内部に配置される(図6(a)参照)。さらに、第1の実施形態と同様の方法により、減圧工程と第1の加熱工程とがなされ(図6(b)参照)、所定範囲の縮径加工がなされる(図6(c)参照)。この第1の加熱工程は、専らウイック7のシール領域74に密着させるべき管状本体の一部領域(密着予定領域Y1)に対する加熱である。この第1の加熱手段により、密着予定領域Y1を当該シール領域74に密着させるのである。
On the other hand, in the case of the second embodiment, the
そこで、第1の加熱工程では、加熱のためのバーナ100は所定の位置に固定され、管状本体6を回転させるのみとしている。これは、管状本体6の局所的な軟化を目的としているためであり、当該局所部分の全周を軟化させることにより、ウイック7のシール領域74に管状本体6を密着させることができるものである(図6(c)参照)。
Therefore, in the first heating step, the
その後、引き続き、ウイック7の外部表面73に管状本体6を密着させるために、第2の加熱工程を行う。第2の加熱工程では、ウイック7の外部表面に当接させるべき管状本体6の所定領域(当接予定領域Y2)を加熱するものであり、管状本体6の回転とともに、バーナ100を当接予定領域Yの範囲内で進退させるものである。また、第2の加熱工程の際においても管状本体6の内部は低真空状態としている。この第2の加熱工程により、ウイック7の外部表面73にも管状本体6を当接させることができる(図6(e)参照)。
Subsequently, a second heating step is subsequently carried out in order to bring the
上記第1および第2の加熱工程においては、図示せぬ真空ポンプは、管状本体6の両端を閉鎖するキャップ8,9のうち、ウイック7の開口部71の側のキャップ8に接続されるものとしている。これは、ウイック7を境界として、管状本体6の内部の僅かな減圧状態に差異がある場合、ウイック7を構成する多孔質材料の微細孔を経由して、ウイック7の外部表面73またはシール領域74の表面に僅かながら陰圧を作用させるためである。この陰圧の作用により、密着させるべき部分は、その表面の起伏等の存否にかかわらず密着させることができるのである。
In the first and second heating steps, a vacuum pump (not shown) is connected to the cap 8 on the
このように、加熱工程を二段階に分けて行うことにより、ウイック7のシール領域74に対する管状本体6の当接状態と、ウイック7の外部表面73に対する当接状態とを調整することが可能となる。すなわち、シール領域74に対する当接は、気相の逆流を防ぐことができる程度に緊密な状態としつつ、外部表面73に対する当接は、溝部75に侵入しない程度に留める状態とするのである。すなわち、ウイック7の外部表面73の凹凸のうちの凸部表面にのみ管状本体6を当接させることにより、両者を好適な状態で密着させることができるのである。例えば、ウイック7は多孔質材料によって構成されるため、それぞれの表面には僅かながら起伏が生じている場合があり、このような場合においても良好な状態による密着状態をえることができる。
Thus, by performing the heating process in two steps, it is possible to adjust the contact state of the tubular
ここで、好適な密着状態の具体例を図7に示す。図7(a)はシール領域74における管状本体6との密着状態を示し、図7(b)は外部表面73における溝部75の周辺部分における密着状態を示している。
Here, a specific example of a preferable close contact state is shown in FIG. 7 (a) shows the close contact state with the tubular
図7(a)に示しているように、ウイック7のシール領域74は、管状本体6の内部表面61との間で間隙が形成されないように、十分に(緊密に)密着されることが要求される。そして、ウイック7が多孔質材料であるため、シール領域74が平滑であるとしても、僅かながらの起伏を有する場合がある。そこで、管状本体6の軟化による縮径は、単に径の縮小のみでなく、軟化した内部表面61がシール領域74の僅かな起伏等に合致させるものとしている。従って、管状本体6は十分な軟化と、強力な吸引を与えることにより、その起伏に応じた形状に変形させている。
As shown in FIG. 7 (a), the sealing
これに対し、図7(b)に示しているように、ウイック7の外部表面73には、溝部75が設けられること、この溝部75は蒸発した作動液体(気相)の移動流路として機能させるべきものであることから、管状本体6を強力に縮径させる場合には、この溝部75によって形成されるべき空隙部分が浸食されることとなる。他方において、本来的な外部表面(凸部表面)73は、管状本体6からの熱伝達を受けることから、その内部表面61と間に間隙を生じさせないことが要求される。従って、過不足のない状態で縮径させる必要がある。なお、管状本体6の内部表面61が当接する部分(凸部)73における密着状態は、シール領域74の場合と同様に、僅かな起伏等に合致させるような状態とすることも可能である。
On the other hand, as shown in FIG. 7 (b), a
上述の理由により、第1の加熱工程と第2の加熱工程に区別して加工することは、各部に対する管状本体6の内部表面61を良好な状態で密着させるうえで好適である。ただし、例えば、バーナ100の進退速度等を場所によって変化させることにより、ウイック7の外部表面73に当接させるべき領域と、シール領域74に当接させるべき領域とで、それぞれの管状本体6の加熱状態を異ならせることができる場合は、二段階に区別することなく一度の加熱工程によって好適な密着状態を得ることも可能である。
For the reasons described above, it is preferable to process the first heating step and the second heating step separately in order to closely adhere the
上述の実施形態によれば、管状本体6の内部を低真空状態としつつ軟化させることにより、管状本体6を所望の径に縮径させることができる。これにより、ウイック7の外部表面73に管状本体6の内部表面61を密着させるものであることから、簡易な方法によって蒸発器1を製造することができる。また、多孔質材料のウイック7の内部は、微細孔を介して減圧状態となるため、管状本体6の内部表面61は、ウイック7の外部表面73およびシール領域74の表面を避けて縮径されることはなく、中央に向かって吸引されることによって、容易に密着させることができるものである。
According to the above-mentioned embodiment, the diameter of the tubular
本発明の実施形態は上述のとおりであるが、本発明が上述の実施形態に限定されるものではない。従って、本発明の趣旨の範囲内において種々変形することができる。例えば、上述の実施形態では、管状本体6の内径と、ウイック7の外径は、予め大きく相違しないものを選択するものとしたが、管状本体6の内径がウイック7の外径よりも十分に大きい場合であっても使用することは可能である。この場合には、例えば、予備工程として、ウイック7の設置前に管状本体6を縮径させてもよい。また、管状本体6の縮径によるウイック7との密着加工が終了した後、管状本体6に対する仕上げ工程として時効処理を施してもよい。
The embodiments of the present invention are as described above, but the present invention is not limited to the embodiments described above. Therefore, various modifications can be made within the scope of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the inner diameter of the tubular
上記変形例を図8および図9に示す。なお、図8(a)は予備工程の手順を示し、図8(b)は仕上げ工程の手順を示す。図9は、予備工程におけるウイック7の設置工程までの具体的方法を示すものである。
The said modification is shown in FIG. 8 and FIG. 8 (a) shows the procedure of the preliminary process, and FIG. 8 (b) shows the procedure of the finishing process. FIG. 9 shows a specific method up to the installation process of the
予備工程は、ウイック7の外径に対して、管状本体6の内径が大きい場合に行われるものであるから、管状本体6を適度な径となるように縮径するのである。このときの縮径は、ウイック7に当接させる場合と同様であり、図8(a)に示すように、管状本体6の内部を減圧する工程(管状本体の減圧工程)と、所定領域を加熱する工程(管状体部の加熱工程)とで行うことができる。
Since the preliminary process is performed when the inner diameter of the tubular
具体的には、図9に示すように、予め管状本体6の内部を低真空状態まで減圧したうえで、ウイック7が設置されるべき領域を全体的に加熱するのである(図9(a)参照)。その結果として、加熱した領域が縮径されることとなるのである(図9(b)参照)。このときの低真空状態の真空度または加熱温度を適宜設定することにより、縮径の程度を調整するのである。基本的には内部圧力を調整することにより、軟化された範囲を適宜な径にすることが可能である。このように、ウイック7を設置すべき範囲に限定して管状本体6を適宜な径とすることにより、ウイック7を管状本体6に遊挿させることができ(図9(c)参照)、当該縮径領域に設置すれば(図9(d)参照)、上述の実施形態の場合と同様の遊嵌状態(同様の間隙h1,h2を有する状態)となり、その後は上述の方法によりウイック7に対する管状本体6の密着加工が可能となる。
Specifically, as shown in FIG. 9, the inside of the tubular
なお、仕上げ工程は、図8(b)に示すように、管状本体の減圧工程と再焼結温度まで加熱する工程とによるものである。すなわち、管状本体6の内部を低真空状態まで低下させ(加熱工程に連続する場合は低真空状態を維持させ)、再焼結温度まで加熱することによるものである。この再焼結温度までの加熱は、いわゆる時効処理と同様であり、変形加工により肥大化した組織を標準化させることができる。管状本体6の内部を低真空状態とするのは、加熱により管状本体6が変形し、密着した部分に予期せぬ空隙等を生じさせないためである。
The finishing step is, as shown in FIG. 8B, a step of reducing the pressure of the tubular main body and a step of heating to the re-sintering temperature. That is, the inside of the tubular
上記の蒸発器製造方法に係る実施形態は、管状体の内部に設置する内挿物の掴持方法に係る実施形態としても観念し得る。すなわち、上記実施形態中のウイックを内挿物とし、環状本体を管状体として、設置工程、減圧工程および加熱工程を施すこと(図4(a)参照)によって、内挿物を管状体の内部に掴持し得るものである。また、内挿物が比較的長尺である場合や、外径が異なるような場合には、加熱工程を二段階に分けて行うこと(図4(b)参照)によることができる。 The embodiment according to the above-mentioned evaporator manufacturing method can also be thought of as an embodiment according to a method of gripping an insert placed inside a tubular body. That is, the wick in the above embodiment is an insert, and the annular body is a tubular body, and the insert, the pressure reducing step and the heating step are performed (see FIG. 4A) to insert the insert inside the tubular body. Can be held by In the case where the interpolator is relatively long or the outer diameter is different, the heating step can be divided into two steps (see FIG. 4B).
上記のような構成によれば、焼き嵌めのような膨張差を利用する必要はなく、しかも、内挿物の形状が歪なものであっても、管状体の縮径により容易に掴持させることができる。特に、歪な形状の内挿物に対しては、数回に分けて加熱することにより、徐々に縮径を促進させることができ、また、長尺な内挿物については、その長手方向に加熱すべき領域を拡張させることにより全体を掴持させることができる。この管状体は、加熱によって軟化するものであれば材料を問わない。従って、金属材料であってもよく、合成樹脂であってもよい。また、内容物は、管状体よりも軟化温度が高いものであれば、加熱温度を調整することにより掴持可能である。 According to the above configuration, it is not necessary to use a differential expansion such as shrink fitting, and even if the shape of the insert is distorted, it can be easily grasped by reducing the diameter of the tubular body. be able to. In particular, the diameter reduction can be promoted gradually by heating several times for a distorted shape insert, and for a long insert, in the longitudinal direction The entire area can be grasped by expanding the area to be heated. The tubular body may be made of any material as long as it is softened by heating. Therefore, it may be a metal material or a synthetic resin. Further, the contents can be grasped by adjusting the heating temperature, as long as the softening temperature is higher than that of the tubular body.
<実験例1>
上述の第1の実施形態により管状本体または管状体の縮径状態について実験した。管状本体または管状体として、外径13.85mm、肉厚0.65mm(このときの内径は12.55mmである)の銅管を使用した。減圧化工程では、圧力ゲージによる測定値において−90kPaとし、加熱工程では、加熱温度(放射温度計による測定値)を800℃〜900℃の範囲において、2分間維持させた。
Experimental Example 1
According to the first embodiment described above, experiments were conducted on the reduced diameter state of the tubular body or tubular body. As a tubular body or a tubular body, a copper tube having an outer diameter of 13.85 mm and a wall thickness of 0.65 mm (the inner diameter at this time is 12.55 mm) was used. In the depressurization step, the measurement value by the pressure gauge was −90 kPa, and in the heating step, the heating temperature (measurement value by the radiation thermometer) was maintained for 2 minutes in the range of 800 ° C. to 900 ° C.
その結果、管状本体または管状体としての銅管の外径は0.3mm縮径し、加工後の外径は13.55mmとなった。このときの内径は、肉厚が変化しないものとすると、12.25mmとなっている。上記の結果、管状本体または管状体として使用すべき銅管は、好適に縮径されたものと判断される。すなわち、銅管を管状本体とする場合には、ウイックの外径が12.30mm〜12.50mmであれば、良好なシール状態および当接状態を得ることができる。また、銅管を管状体とする場合には、数箇所において突起する部分の外径が同様の範囲内であれば掴持可能となる。なお、この加熱時間(高温状態維持時間)を2分以上とすることにより、縮径の程度を促進させることができ、さらに大幅な縮径により、一層小径のウイックに対する当接や、内挿物の掴持を可能にするものと判断される。
<実験例2>
上記実施形態により正常に機能する蒸発器を製造し得るかについて実験した。本実験では、外径15mm、内径12mmの石英ガラス管(透明)を管状本体6とし、ウイック7としては、外径11.85mmの石英の多孔質体によるものを使用した。なお、減圧化工程では、圧力ゲージによる測定値において−50kPa〜−60kPaの範囲内を維持し、加熱工程では、加熱温度(放射温度計による測定値)を1680℃〜1700℃の範囲において、1分間維持させた。
As a result, the outer diameter of the tubular body or the copper tube as the tubular body was reduced by 0.3 mm, and the outer diameter after processing was 13.55 mm. The inner diameter at this time is 12.25 mm, assuming that the thickness does not change. As a result of the above, the copper tube to be used as the tubular body or the tubular body is judged to be suitably reduced in diameter. That is, in the case of using a copper tube as a tubular body, if the outer diameter of the wick is 12.30 mm to 12.50 mm, a good sealing state and abutting state can be obtained. Moreover, when making a copper tube into a tubular body, if the outer diameter of the part which protrudes in several places is in the same range, it will become graspable. Note that by setting the heating time (high-temperature state maintaining time) to 2 minutes or more, the degree of diameter reduction can be promoted, and further significant reduction in diameter causes contact with smaller-diameter wicks, and inserts. It is judged that it will be possible to hold the
<Experimental Example 2>
It was experimented as to whether a properly functioning evaporator could be manufactured according to the above embodiment. In this experiment, a quartz glass tube (transparent) with an outer diameter of 15 mm and an inner diameter of 12 mm was used as the tubular
上記の結果、加熱した部分はウイック7が存在する部分の管状本体6は外径0.15mmの縮径がなされており、ウイック7の存在しない領域では0.15〜0.80mmの範囲で縮径していた。また、透明な管状本体6を介して目視で確認したところ、ウイック7は管状本体6との間で密着状態であった。さらに、この実験例において作製された蒸発器について、バブルポイント試験を行ったところ、蒸発器の気泡が発生する際の圧力は10.5kPaであり、多孔質材料における毛細管圧力と同等となった。また、現実のループヒートパイプを想定して、作動流体の供給と、吸熱を行ったところ、透明な石英ガラス管をとおして、ウイックから気相が発生する状態およびシール領域から逆流しないことを目視で確認することができた。
As a result of the above, in the heated portion, the tubular
以上の両実験結果より、上記実施形態によって製造される蒸発器は、管状本体6の縮径によって、管状本体6の内部表面がウイック7に好適に当接するものであることが判明した。また、内挿物の掴持方法としても好適であるものと判断される。
From the above experimental results, it has been found that the evaporator manufactured according to the above-described embodiment is such that the inner surface of the tubular
1 蒸発器
2 凝縮器
3 リザーバ
4 発熱体
5 冷却体
6 管状本体
7 ウイック
8,9 キャップ
61 内部表面
71 開口部
72 底部
73 表面(ウイックの外部表面)
74 シール領域
75 溝部
81 吸引パイプ
91 回転軸
100 バーナ
200 放射温度計
h1,h2 間隙
G 気相
L 液相
P ループ型パイプ
P1 蒸発管(気相管)
P2 液管(液相管)
X1 ウイックの軸線方向
X2 管状本体の軸線方向
Y 縮径予定領域
Y1 密着予定領域
Y2 当接予定領域
Reference Signs List 1
74
P2 liquid pipe (liquid phase pipe)
X1 Wick axial direction X2 Axial direction Y of the tubular main body Y diameter reduction scheduled area Y1 contact planned area Y2 contact scheduled area
Claims (9)
前記ウイックの筒状の軸線方向を前記管状本体の軸線方向に向けつつ該ウイックを該管状本体内部に遊嵌させて、該ウイックを該管状本体の適宜位置に配置する設置工程と、
前記管状本体の内部圧力を低下させる減圧工程と、
前記管状本体のうち、前記ウイックが設置される領域を軟化温度まで加熱する加熱工程とを含み、
前記加熱工程は、前記管状本体のうちの前記ウイックが設置される領域を縮径させることにより、該ウイックの外部表面に該管状本体の内部表面を当接させるものであることを特徴とする蒸発器の製造方法。 A manufacturing method of an evaporator comprising a wick, which is formed in a bottomed cylindrical shape by a porous material, mounted inside a tubular main body,
Placing the wick at an appropriate position of the tubular main body by loosely fitting the wick inside the tubular main body while orienting the cylindrical axial direction of the wick in the axial direction of the tubular main body;
Reducing the internal pressure of the tubular body;
Heating the region of the tubular body where the wick is installed to a softening temperature,
The evaporation step is characterized in that the heating step brings the inner surface of the tubular main body into contact with the outer surface of the wick by reducing the diameter of the region of the tubular main body where the wick is installed. Method of the container.
前記管状本体のうち、前記ウイックの有底筒状の開口部付近に密着させるべき密着予定領域を軟化温度まで加熱する第1の加熱工程と、
前記管状本体のうち、前記ウイックの外周面に当接させるべき当接予定領域を軟化温度まで加熱する第2の加熱工程とを含み、
前記第1の加熱工程は、前記密着予定領域を縮径させることにより、該密着予定領域を前記ウイックの開口部近傍に密着させる工程であり、
前記第2の加熱工程は、前記当接予定領域を縮径させることにより、該当接予定領域を前記ウイックの外周面に当接させる工程である請求項1または2に記載の蒸発器の製造方法。 The heating step is
A first heating step of heating, to a softening temperature, a region scheduled to be adhered in the vicinity of a bottomed cylindrical opening of the wick in the tubular main body;
And a second heating step of heating, to a softening temperature, a region scheduled to be in contact with the outer peripheral surface of the wick in the tubular main body,
The first heating step is a step of bringing the adhesion planned area into close contact with the vicinity of the opening of the wick by reducing the diameter of the adhesion planned area.
The method for manufacturing an evaporator according to claim 1 or 2, wherein the second heating step is a step of bringing the contact scheduled region into contact with the outer peripheral surface of the wick by reducing the diameter of the contact scheduled region. .
前記内挿物を前記管状体の内部に遊嵌させて、該内挿物を該管状体の適宜位置に配置する設置工程と、
前記管状体の内部圧力を低下させる減圧工程と、
前記管状体のうち、前記内挿物が設置される領域を軟化温度まで加熱する加熱工程とを含み、
前記加熱工程は、前記管状体のうちの前記内挿物が設置される領域を縮径させることにより、該内挿物の外部表面に該管状体の内部表面を当接させるものであることを特徴とする内挿物の掴持方法。
A method for holding an insert by reducing the diameter of a tubular body,
Fitting the insert into the interior of the tubular body and placing the insert at an appropriate position of the tubular body;
A pressure reducing step of reducing the internal pressure of the tubular body;
Heating the region of the tubular body where the insert is placed to a softening temperature,
The heating step causes the inner surface of the tubular body to abut on the outer surface of the insert by reducing the diameter of the region of the tubular body where the insert is placed. How to grasp the feature to be interpolated.
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